地理信息系统(geographic information system，GIS)是专门用于采集、存储、管理、分析和表达空间数据的信息系统。地理信息系统既是表达现实空间世界和进行空间数据处理分析的“工具”，也可看作用于解决空间问题的“资源”，同时还是关于空间信息处理分析的“科学”。

　　现实世界中，人类活动所获得的信息几乎全部与地理空间位置有关。比如，人们出门前用手机查询出行路径、旅游前查看景点分布与特色、发布照片时附上所在地理位置，等等。“智能化”生活的出现，无不渗透着地理信息的影子。而看似复杂、笼统的城市管理问题，如：地下管线排布是否合适，河流水道的治理应从何处入手，新区开发是否与周边环境协调统一等，只需要在电脑上查看几张“地图”，便可以像做B超检查那样一目了然，从而提供相应的解决思路。当人们习惯了导航地图给生活工作带来的便利时，可曾想到，背后的一切都离不开地理信息技术的快速发展。

　　本书共十章，系统地介绍了GIS的概念、应用以及设计，空间数据基础，地理信息系统数据库，空间数据结构、采集、处理和查询，地理空间数据数字化和数字地球以及地理信息系统的发展趋势。对地理信息系统做了全面的概述。本书注重基础和迁移应用，学完本书可以为今后的学习打下良好的基础。

　　当今世界科学技术发展突飞猛进，日新月异。本书在通识科普的同时，力求紧跟学科发展，但地理信息系统的理论精妙，应用广泛，编者水平有限，书中难免存在各种错误和不足之处，恳请读者见谅并不吝赐教。

　　第一章 概论 ………………………………………………………………………………… 001

　　第一节 GIS的基本概念 ………………………………………………………… 001

　　第二节 GIS的组成 ……………………………………………………………… 003

　　第三节 GIS 的功能 ……………………………………………………………… 007

　　第四节 GIS的应用领域 ………………………………………………………… 011

　　第五节 GIS的发展 ……………………………………………………………… 011

　　第二章 空间信息基础 ……………………………………………………………………… 015

　　第一节 常规的地理空间信息描述法 …………………………………………… 015

　　第二节 地理信息数字化描述方法 ……………………………………………… 021

　　第三节 空间数据的类型和关系 ………………………………………………… 024

　　第四节 元数据 …………………………………………………………………… 028

　　第三章 空间数据结构 ……………………………………………………………………… 037

　　第一节 数据含义与数据类型 …………………………………………………… 037

　　第二节 栅格数据结构及其编码 ………………………………………………… 040

　　第三节 矢量数据结构及其编码 ………………………………………………… 043

　　第四节 栅格与矢量数据结构的比较及转换算法 ……………………………… 048

　　第四章 地理信息系统数据库 ……………………………………………………………… 054

　　第一节 数据的层次与文件组织 ………………………………………………… 054

　　第二节 GIS数据库概述 ………………………………………………………… 057

　　第三节 GIS数据库的设计与实现 ……………………………………………… 066

　　第四节 GIS数据库的建立与维护 ……………………………………………… 068

　　第五章 空间数据采集与处理 ……………………………………………………………… 070

　　第一节 数据源种类 ……………………………………………………………… 070

　　第二节 空间数据采集 …………………………………………………………… 072

　　第三节 空间数据的编辑与处理 ………………………………………………… 079

　　第四节 图形数据和属性数据的连接 …………………………………………… 086

　　第五节 空间数据质量及其精度分析 …………………………………………… 087

　　第六章 空间查询与空间分析 ……………………………………………………………… 094

　　第一节 GIS空间查询与统计 …………………………………………………… 094

　　第二节 空间数据的叠置分析 …………………………………………………… 098

　　第三节 空间数据的缓冲区分析 ………………………………………………… 103

　　第四节 空间数据的网络分析 …………………………………………………… 105

　　第五节 数字地形模型分析 ……………………………………………………… 111

　　第六节 泰森多边形分析 ………………………………………………………… 118

　　第七章 地理空间数据数字化与可视化 …………………………………………………… 120

　　第一节 数字化技术 ……………………………………………………………… 120

　　第二节 符号化技术 ……………………………………………………………… 126

　　第三节 可视化技术 ……………………………………………………………… 133

　　第四节 可视化表示与应用发展 ………………………………………………… 138

　　第八章 3S集成技术与数字地球 ………………………………………………………… 149

　　第一节 3S集成技术 …………………………………………………………… 149

　　第二节 数字地球简介 …………………………………………………………… 153

　　第三节 国家信息基础设施与国家空间数据基础设施 ………………………… 159

　　第九章 地理信息系统的发展趋势 ………………………………………………………… 162

　　第一节 三维 GIS………………………………………………………………… 162

　　第二节 时态 GIS………………………………………………………………… 165

　　第三节 网络 GIS………………………………………………………………… 169

　　第十章 GIS设计与开发 …………………………………………………………………… 179

　　第一节 GIS设计概述 …………………………………………………………… 179

　　第二节 GIS系统分析和需求设计 ……………………………………………… 183

　　第三节 GIS总体设计 …………………………………………………………… 186

　　第四节 GIS数据库设计 ………………………………………………………… 187

　　第五节 GIS测试与评价 ………………………………………………………… 188

　　第六节 GIS运行与维护 ………………………………………………………… 188

　　第七节 GIS开发模式与示例 …………………………………………………… 190

　　参考文献 ……………………………………………………………………………………… 193